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内撑式条形深基坑支护结构的优化研究
| 论文题名： | 内撑式条形深基坑支护结构的优化研究 |
| 关键词： | 地铁车站;条形深基坑;施工现场;支护结构;优化设计 |
| 摘要： | 本文通过处理分析哈尔滨地铁车站基坑的施工现场监测数据，发现支护结构的实测位移、地表沉降等比原设计方案都偏小，得出支护结构设计偏保守的结论。设计过于安全、保守会造成经济上的浪费，因此有必要对其支护结构进行优化研究。基坑支护的优化设计一般分为两个层次：方案优化和细部优化，本文是在确定了支护方案的前提下对细部进行优化。 采用大型有限元软件PLAXIS对深基坑某断面的开挖与支护过程进行平面数值模拟分析，选用HS模型分析深基坑支护结构的水平位移等。由于有限元模拟结果的可靠性很大程度的依赖于所使用的土体本构模型和计算参数，所以先通过位移反演分析的方法得出一套控制变形的计算参数。 在原设计的基础上，并在相同的施工步骤前提下改变支撑道数、支撑竖向布置、支撑预应力、桩径及桩间距等参数，确定了这些设计参数对基坑的变形和弯矩有一定的影响，从而得出优化方案所需要优化的设计变量。 通过基于MATLAB的遗传算法对内撑式条形深基坑的支护结构参数进行优化分析，使用MATLAB语言编写优化程序，将其应用于烟厂站基坑工程中，结构的计算采用的经典法中常用的分段等值梁法，建立了以造价最优为目标函数的数学优化模型，研究各设计变量需要满足的约束，得到在满足约束条件的前提下使目标函数取最小值的方案即最优设计方案。对比优化方案与原方案，可以发现优化方案更加经济，因此，对基坑工程的优化具有一定的现实意义，也是非常有必要的。 本文研究表明：采用位移反演分析法可以实现岩土力学参数的优化；通过平面有限元模拟得出了优化的变量为支撑道数、支撑竖向布置及桩径和桩间距；通过遗传算法可以实现对基坑支护的细部优化，不仅优化结构的内力，而且实现了造价最低的目标。 |
| 作者： | 李娟娟 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 周立荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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